Teilprojekt TP5

Grenzflächenanalyse und -design in Pulvern, Grünkörpern und Bauteilen als Funktion druckloser und druckunterstützter Sinterung

Das Teilprojekt 5 hat die nanoskalige Aufklärung der Gefügestruktur zur Aufgabe. Hierbei sollen insbesondere Korn- und Phasengrenzflächen in von den Teilprojekten 1, 2, 3 und 6 erhaltenen Proben mittels der komplementären Methoden Atomsondentomographie und Transmissionselektronenmikroskopie analysiert werden. Ziel ist die Untersuchung von sich zwischen Metall und Oxid bildenden Grenzflächenphasen sowie der Identifikation und Quantifizierung an Grenzflächen segregierender Elemente. Diese Erkenntnisse werden eine Optimierung der Prozessparameter Temperatur, Kompressions- und Sauerstoffpartialdruck erlauben. Im weiteren Verlauf des Projekts soll erforscht werden, inwiefern durch die Wahl geeigneter Dotierungselemente eine Beeinflussung der Korngrenzenkohäsion und somit der mechanischen Eigenschaften der Werkstoffverbunde möglich ist. Hierdurch soll in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten ein gezieltes Design der Grenzfläche angegangen werden.

 

Präparation von Ta-Al2O3 mittels FIB-SEM

Für diese Untersuchungen werden mittels fokussiertem Ionenstrahl (engl. focused ion beam, FIB) in einem Rasterelektronenmikroskop Atomsondenspitzen mit Spitzenradien <100 nm hergestellt und in der Atomsonde durch Feldverdampfung analysiert. Darüber hinaus steht neben klassischen Charakterisierungsmethoden wie energiedispersiver Röntgenspektroskopie und Elektronenrückstreubeugung auch Transmissions-Kikuchi-Beugung zur Verfügung, welche eine Identifizierung von Phasen und Kornorientierung mit einer Auflösung von wenigen Nanometer ermöglicht. Somit decken die verfügbaren Methoden die Bandbreite der nanoskaligen Gefügeanalyse hinsichtlich Kristallografie und der chemischen Zusammensetzung ab.

Projektbearbeiter

Michael Eusterholz, M.Sc.


Doktorand am Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffkunde (IAM-WK) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)

Campus Süd / Engelbert-Arnold-Straße 4 / 76131 Karlsruhe / Gebäude 640, Zimmer 0-406

Telefon +49 721 608 23195
Fax +49 721 608 48044
michael [dot] eusterholzatkit [dot] edu



B.Tech. M.Tech. Reshma Sonkusare, PhD


Postdoktorandin am Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffkunde (IAM-WK) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)

Campus Nord / Hermann-von-Helmholtz-Platz 1 / 76344 Eggenstein-Leopoldshafen / Gebäude 640, Zimmer 0-454

Telefon +49 721 608 26960
reshma [dot] sonkusareatkit [dot] edu